白音華煤田三號露天礦區(qū)水文地質(zhì)條件分析

張德順

白音華煤田位于內(nèi)蒙古自治區(qū)錫林郭勒盟西烏珠穆沁旗白音華鎮(zhèn)管轄，白音華煤田三號露天礦位于煤田中部，西南和東北分別以白音華煤田二號露天礦和白音華煤田四號露天礦相鄰，井田面積46.23 km2的不規(guī)則圖形。

本區(qū)地處白音華煤田中西部，屬白音華盆地水文地質(zhì)單元的西南部分。高力罕河床標(biāo)高1003m，即為本區(qū)最低侵蝕基準(zhǔn)面，露天礦最低排泄面為3煤組含水巖組底板，標(biāo)高686m。

露天區(qū)水文地質(zhì)條件敘述如下：

一、含水層

露天礦區(qū)開采充水的含水層有第四系孔隙潛水含水層，1、

2、3煤組裂隙承壓水含水層組。

（一）第四系孔隙潛水含水層：巖性以細、中砂為主，局部含礫，工作幫（北幫）粉砂增多，深度及厚度變化較大，由0.02m～36.67m，一般7.99m左右。低洼湖沼處有局部上層滯水。

由15—水1孔抽水試驗17-水2群孔抽水試驗，獲知（2004年白音華煤田三號露天礦勘探資料），含水層厚度6.83～21.33m，水位埋深2.25、2.27m，標(biāo)高993.81～982.07m，單位涌水量從0.187變小為0.117L/S·M，滲透系數(shù)從2.727變小為0.564m/d。水質(zhì)為HCO-3—Ca2+Mg型變?yōu)镠CO3—Na+型，礦化度0.637g/L增高為0.999g/L，PH值為7.74、7.10，水溫7℃。屬中等富水性含水層。

（二）白音華組裂隙承壓含水巖組：包含1、2、3煤組含水巖組，含水巖性主要為煤層，粗、細砂巖及砂礫巖，為半膠結(jié)巖層，膠結(jié)物為泥質(zhì)及凝灰質(zhì)膠結(jié)松散，在地應(yīng)力作用下產(chǎn)生縱橫交錯的裂隙，為地下水運動和積聚提供條件，地下水運動對裂隙的溝通和擴大起了一定的作用。

（1）1煤組裂隙承壓含水巖組：該組含水層為1上、1中、1下煤層及砂巖。湖盆邊緣9-7孔處，厚度最大74.87m，平均27.89m，隱伏露頭082-4至10-4孔地段，厚度0.36m（9-5孔）～1.14m（10-3-8孔）。由3-水2孔抽水試驗獲知：水頭埋深43.50m，標(biāo)高1018.46m，單位涌水量0.357L/S·M，滲透系數(shù)1.683m/d，水質(zhì)為HCO-3·Cl—--Na+Ca2+型，礦化度0.996g/L，PH值7.44，水溫8℃。屬于中等富水巖組。

（2）2煤組裂隙承壓含水巖組：該組含水層為2-1上、2-1中、2-1下煤層及砂巖。（據(jù)2004年白音華煤田三號露天礦勘探資料）。厚度最大77.85m（072-5孔），平均16.36m，南西部厚度為0.15（8-9孔）～2.35m（7-9孔），隱伏露頭處0.71m（10-2孔）～3.85m（102-3孔）。12～14線間（14-10號孔）該巖組缺失。

由4-01孔抽水試驗獲知：水頭埋深31.48m，標(biāo)高1016.23m，單位涌水量0.991L/S·M，滲透系數(shù)3.753m/d。水質(zhì)為Cl—·HCO-3-- Na+Ca2+型，礦化度2.255 g/L，PH值7.19，水溫6℃，本區(qū)SW的878孔在1號露天礦內(nèi)，1987年8月抽水試驗資料得出水頭埋深11.54m，標(biāo)高1019.6m，單位涌水量0.2643

L/S·M，滲透系數(shù)1.4839 m/d，水質(zhì)為HCO-3-- Ca2+·K++Na+型，礦化度0.466 g/L，PH值7.5。

從上述資料可以看出，此含水巖組富水性在不同地段有差異，屬中等富水性含水巖組。

（3）3煤組裂隙承壓含水巖組：該組含水層為3-1、3-2、3-3煤層及砂巖。Ⅱ號背斜SW翼12-7孔厚度最大120.44m，平均30.05m。南西部厚度為0.78（8-9孔） ～4.51m（9-9孔），隱伏露頭處為0.50m（082-1孔）～4.30m。

本區(qū)對該巖組進行了11-3孔群孔抽水試驗及13-7孔單孔抽水試驗。9-3、151-3、172-3孔為2、3煤組含水巖組混合單孔抽水試驗，三個孔的2煤組含水巖組厚度分別為14.58m、1.89m、2.61m，該巖組比其厚9.87m、26.03m、29.16m，混合抽水試驗資料可視為反映了該巖組的水文地質(zhì)特征。

綜觀5個抽水試驗孔資料，平面上以13線（Ⅱ號背斜）為界，對SW、NE兩部分予以水平分帶論述。

①13線SW部分：9-3孔、11-3孔水頭埋深從37.61m變淺為0.38m，標(biāo)高為1015.258～1006.042m，單位涌水量由0.0746l/s·m變大為0.174l/s·m，滲透系數(shù)從0.106m/d變大為0.311m/d。水質(zhì)從Cl-·HCO-3—Na+ ·Ca2+型變?yōu)镃l-·HCO-3—Na+型，礦化度由2.249 g/l降低為1.493g/l，均屬微咸水。F-含量

0.20～0.60mg/l?？傆捕龋–aCO3）897.31～420.38mg/l，由極硬水變?yōu)橛菜?。PH值皆為7.62，屬中性水。水溫7℃。

②13線NE部分：13-7孔、151-3孔、172-3孔水頭埋深分別為+5.98m、+1.28m、+0.40m，標(biāo)高分別為1003.227m、993.585m、985.047m，單位涌水量由2.454l/s·m變小為0.200l/s·m、0.0194l/s·m，滲透系數(shù)由11.224m/d變小為0.600m/d、0.0441m/d。水質(zhì)皆為HCO-3· Cl-—Na+ 型。礦化度<1g/l，均屬淡水。F-含量在13-7孔為0，172-3孔、151-3孔則為0.30 mg/l、0.90mg/l。從總硬度（CaCO3）看，13-7孔、172-3孔為103.09～106.10mg/l，屬軟水，151-3孔為48.04mg/l，屬極軟水。從PH值看，13-7孔、172-3孔為7.82～7.84，屬中性水；151-3孔為8.22，屬弱堿性水。水溫5℃。垂向上該巖組在12-7孔、13-7孔、14-7孔地段，頂板標(biāo)高分別為967.50m、961.50m、963.67m，高于相鄰地段，為平緩向斜構(gòu)造中的小背斜（Ⅱ號背斜），因所處空間位置較高，含水巖組相對埋深較淺，地下水循環(huán)交替相對較強，13-7孔的抽水試驗在水量、水質(zhì)兩方面顯現(xiàn)了與其它地段較大差異。

從上述資料分析，3煤組含水巖組屬弱～強富水性含水巖組。

二、隔水層

四個含水層（巖組）之間基本發(fā)育有穩(wěn)定的隔水層，巖性以粘土、泥巖、炭質(zhì)泥巖、砂質(zhì)泥巖及粉砂巖為主。

（一）煤組含水巖組頂部隔水層。該層僅在10線SW部分發(fā)育，由第四系孔隙潛水含水層底部中更新統(tǒng)沖湖積粘性土、第三系上新統(tǒng)粘土、1煤組頂板泥巖組成。從潛水層底板至1煤組含水巖組頂板的層間距最大為132.41m（7-7孔），最小14.18m（10-7孔），平均66.10m。厚度最大116.40m（082-5孔），最小

13.35m（092-7孔），平均51.39m。

隔水層內(nèi)砂（巖）夾層厚度0.00～95.05m（072-7孔）。唯072-7～072-8孔夾層厚度大于隔水層，兩孔層間距分別為122.85m、93.71m，粘土、泥巖厚度分別為27.30m、40.01m，隔水性好。

（二）煤組含水巖組頂部隔水層。1煤組含水巖組（或潛水層）底板至2煤組含水巖組頂板的層間距最大為280.40m（7-8孔），最小2.50m（072-4孔），平均98.36m。厚度最大232.50m

（182-8孔），最小2.50m（072-4孔），平均82.48m。12-14線間（14-10孔除外）該層缺失。

隔水層內(nèi)砂（巖）夾層厚度0.00～201.13m（7-9孔），唯湖盆邊緣7-9、7-8、8-9、8-7、9-8孔地段及151-11孔地帶夾層厚度大于隔水層，但最小泥巖厚度>3.83m，隔水性良好。

（三）煤組含水組頂部隔水層。2煤組含水巖組（或潛水層）底板至3煤組含水巖組頂板的層間距最大為193.43m（10-8孔），最小為0，平均32.53m。厚度最大為123.19m（10-8孔），最小為0，平均23.95m。

14線NE部分一般厚度<10 m ，19-7孔、182-8孔、18-2孔、182-13孔地段，162-2孔、161-6孔、17-6孔、15-12孔地帶，3煤組含水巖組與上部含水巖組相連，隔水層缺失。東側(cè)厚度增大至85.55m（162-1孔）。

14線SW部分一般厚度>10m，唯11-6孔、10-4孔、9-7孔地帶厚度<5m。

隔水層內(nèi)砂（巖）夾層厚度0～58.77m（072-6孔）。凡夾層厚度大于隔水層地段，隔水層厚度>10m ，隔水性好。

（四）煤組含水巖組底板隔水層。3煤組含水巖組底板以下是巨厚泥巖，隔水性好。